JPS6249599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、沸騰水型原子力発電所の制御棒駆動
装置に係わり、特に制御棒を引抜き・挿入すると
きに、方向制御弁の誤動作による制御棒の落下を
防止する機能をもつ制御棒駆動装置に関するもの
である。

従来の制御棒の引抜き・挿入は、運転員の操作
により原子炉手動制御装置（以下RMCと略す）
から制御棒駆動信号が安定化弁と方向制御弁に送
られ、引抜き・挿入に対応する方向制御弁が
RMCから指定される時間開いて、駆動水が方向
制御弁を介して制御棒駆動ポンプから制御棒ピス
トンの上部又は下部へ送られ、駆動水の水圧によ
りピストンを動かし、ピストンに連結した制御棒
を動かすことによつて行なわれる。そのため、制
御棒の引抜き・挿入時に方向制御弁が開き制御棒
が駆動しているときに、方向制御弁が機械的に固
着し、RMCからの駆動要求信号が終了しても方
向制御弁が閉じない、という方向制御弁の故障が
発生すると、駆動水が流れ続け、制御棒は当初の
方向へ連続駆動する。とくに、制御棒引抜きのと
きこの現象が発生すると「制御棒落下事故」と呼
ばれる現象に相当し、制御棒阻止装置により駆動
が阻止されず、原子炉の出力は上昇して原子炉は
緊急停止し、プラントの稼動率は低下する。ま
た、原子炉が高出力のときには、原子炉の局所的
な出力上昇により燃料棒の温度が上昇すると共に
出力上昇に対して予め調整された燃料棒の許容出
力をこえるため、燃料の健全性が低下する。しか
しながら、通常の沸騰水型原子力発電所では多数
の制御棒を備え、その各々に方向制御弁が設けら
れる。このため多数の方向制御弁の故障を絶滅す
ることは品質管理の面から必ずしも現実的ではな
い。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされた
ものであり、本発明の目的は、制御棒の駆動の際
に、方向制御弁と同期して開閉する弁を新設する
ことにより、方向制御弁が故障しても制御棒の引
抜き・挿入を正常に行なうことができ、単一故障
が発生してもプラントや燃料に重大な影響を与え
ることがない信頼性の高い制御棒駆動装置を提供
することにある。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。第１図において、原子炉圧力容器１の納め
られた原子炉２は、複数の燃料集合体３、制御棒
４、局所出力領域モニタ５などから構成される。
原子炉２の出力制御は、制御棒駆動装置（以下
CRDと略す）６により制御棒４を引抜き・挿入
し、あるいは再循環ポンプ７の速度を変えて冷却
材流量を増減することにより行われる。制御棒４
の引抜きにより原子炉２の出力を上昇させると
き、冷却材流量測定器８からの冷却材流量の値に
応じて、局所出力領域モニタ５の出力が設定値以
上になるか、又は複数の局所出力領域モニタ５信
号を平均して原子炉２の出力を表示する平均出力
領域モニタ（以下APRMと略す）９の出力が設定
値以上になると、流量ユニツト１０を介して、制
御棒引抜き阻止モニタ（以下RBMと略す）１１
が作動し、制御棒４の引抜きは阻止される。ま
た、APRM９の出力が設定値以上になると、緊急
停止回路（以下RPSと略す）１２が働き、この
RPS１２から発信された出力信号がCRD６へ送
られ、制御棒４は原子炉２へ急速挿入され、原子
炉２は停止する。

本発明のCRD６の詳細を第２図に示す。第２
図において駆動水は水源２０から制御棒駆動ポン
プ２１によつて系内に導びかれる。前記原子炉２
を緊急停止するときには、まず駆動水は充填水ラ
イン２２を通して、緊急挿入装置２３へ送られ
る。そして、この駆動水はピストン３１を下方か
ら押して制御棒４を急速挿入し緊急挿入装置２３
に設けられたスクラム排出ヘツダ（図示せず）へ
送られる。制御棒４を駆動しないときの通常時に
おいては、系統流量計６１から発信される流量信
号６０によつて流量調整弁２５が制御され、系統
内に一定流量の冷却水が流れるようになつてい
る。そして、この冷却水は、流量調整弁２５、給
水ライン４５を介した後に直接冷却水ライン２４
に流れる径路と、給水ライン４５、循環ライン２
７ａから２個の安定化弁２６、循環ライン２７ｂ
を介した後に循環ライン２７ｃから冷却水ライン
２４に合流する径路から、ピストン３１の下部に
流入して制御棒４を冷却し、原子炉圧力容器１へ
流入する。この場合、制御棒駆動時に必要な駆動
水は前述の冷却水の一部として２個の安定化弁２
６を通る流量の和として予め確保されている。プ
ラント運転員が制御棒４を駆動する時は、原子炉
手動制御装置（以下RMCと略す）３０が働き、
２個の安定化弁２６の一方を閉じる。すると循環
ライン２７ａと循環ライン２７ｂの間に配置され
た前記安定化弁２６部分の流路径が狭まつた分だ
け流動抵抗が増加するために循環ライン２７ａ，
２７ｂ，２７ｃに流れていた水の流量は減少し、
この流量の減少分が制御棒４の駆動水ライン２８
へ流れる。同時にRMC３０の信号は各制御棒４
へ分岐するヘツダー４４の上流に設けられた駆動
弁４０と方向制御弁３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３
２Ｄのうちの２個（例えば引抜のときは３２Ａと
３２Ｄ）を同期して開き、ピストン３１を押圧し
て水圧により制御棒４を所要の方向（例えば引抜
方向）へ駆動する。制御棒４の駆動によりピスト
ン３１で押し出された水は第１図に示すように排
水ライン２９を介してCRD６内へ戻る。なお第
２図で４１，４２は仕切弁である。又配管２９Ａ
は締切り又は原子炉へ連通している。

前記説明では駆動弁４０、仕切弁４１，４２は
制御棒駆動水のヘツダー４４の上流の駆動水ライ
ン２８に設けるものとしたが、これらの弁を第２
図に破線で示し符号４０ａ，４１ａ，４２ａを付
した如くヘツダー４４の下流の分岐管２８ａ，２
８ｂ，２８ｃ等の夫々に設け前記と同様に制御し
てもよい。

次に本発明の作用について説明する。第２図に
おいて、運転員が制御棒４を駆動する操作を行な
うと、RMC３０からの信号は、安定化弁２６、
方向制御弁３２及び駆動弁４０へ同等に送られ
る。これによつて、安定化弁２６は引抜き・挿入
に対応していずれか一方が閉じ、冷却水ライン２
４に流れていた系統流量の一部が分岐して駆動水
ライン２８へ流れる。全閉であつた駆動弁４０は
全開して駆動水を方向制御弁３２へ通し、方向制
御弁３２は引抜き・挿入に応じた組合せで２個開
き、ピストン３１を水圧で押して制御棒４を駆動
する。制御棒４の駆動が終了すると、安定化弁２
６は開き、方向制御弁３２と駆動弁４０は閉じて
制御棒４のピストン３１へ流入する駆動水を阻止
する。制御棒駆動時に方向制御弁３２が故障し、
駆動が終了しても開いたままの状態が持続する場
合でも、駆動弁４０が閉じるため、駆動水は停止
し制御棒４は所定の位置で停止するので、正常な
機能が維持される。

かくして、本発明による制御棒駆動装置は、従
来の装置に簡単な改良を加えるだけで方向制御弁
の故障が発生しても制御棒の駆動を停止させ、制
御棒駆動装置の信頼性を高めて制御棒の引抜き・
挿入を正常に行なえるようにすると共に、従来、
方向制御弁の故障という単一の故障によつて発生
していた原子炉の緊急停止に伴うプラント稼動率
の低下、及び燃料の健全性低下を完全に防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御棒駆動装置に関連するプラントの
ブロツク図、第２図は本発明の制御棒駆動装置の
一実施例を示す流路線図である。 ２……原子炉、４……制御棒、２０……水源、
２１……制御棒駆動ポンプ、２８……駆動水ライ
ン、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ……分岐
管、３１……ピストン、３２Ａ，３２Ｂ，３２
Ｃ，３２Ｄ……方向制御弁、４０……駆動弁、４
４……ヘツダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 制御棒駆動ポンプで昇圧された駆動水を方向
   制御弁の開閉組合せにより切換えて供給し、制御
   棒と連動するピストンの上部あるいは下部を加圧
   して前記制御棒の原子炉への引抜き・挿入を行な
   わせる制御棒駆動装置において、前記駆動水の前
   記方向制御弁への供給ラインに介挿され、前記方
   向制御弁の開閉制御に同期して開閉制御される駆
   動弁を付設してなる制御棒駆動装置。 ２ 駆動弁は、複数の前記制御棒の駆動用に前記
   駆動水を分配するヘツダの下流に配置される各分
   岐管に分散して介挿される特許請求の範囲第１項
   に記載の制御棒駆動装置。